Los virus afectan la reprogramación celular
Wikimedia, Nissim Benvenisty. Activar una vía diseñada para detectar una infección viral puede ayudar a impulsar la generación de células madre pluripotentes inducidas (iPSC), lo que sugiere que los virus utilizados por muchos métodos de reprogramación influyen en el destino de la célula. La nueva investigación, publicada hoy (25 de octubre) en Cell, sugiere que dirigirse a la vía sin usar virus podría evitar el riesgo de que los virus’ el material genético se integrará en el genoma y hará que la célula se vuelva cancerosa, una preocupación común para las terapias de iPSC.
“Esto es algo que todos los demás pasaron por alto antes” dijo Gioacchino Natoli, un oncólogo experimental del Instituto Europeo de Oncología en Italia que no participó en el estudio. Claramente se necesita una respuesta inmunitaria innata al vector viral para la reprogramación, y «estimular esto conduce a células reprogramadas sin que se integre el ADN exógeno». añadió.
Hace seis años, Shinya Yamanaka identificó cuatro factores clave de transcripción que, cuando se transducen a…
Con la esperanza de diseñar un portador no integrador para los factores de reprogramación de Yamankas, John Cooke, que estudia la regeneración vascular en la Universidad de Stanford y sus colegas, crearon péptidos permeables a las células (CPP), los factores de transcripción unidos a una etiqueta de proteína de 11 aminoácidos que les permite atravesar la membrana celular. Pero el uso de CPP para reprogramar fibroblastos resultó ser cien veces menos eficiente que el uso de vectores retrovirales. En comparación con las células transducidas viralmente, las células programadas con CPP también expresaron genes diana de pluripotencia crítica varios días después y en niveles mucho más bajos.
A los postdoctorados de Cookes, Jieun Lee y Nazish Sayed, se les ocurrió que los vectores virales en sí mismos podrían ser enviando una señal importante a los fibroblastos que los investigadores estaban tratando de reprogramar. Entonces agregaron una partícula viral que expresa GFP durante su protocolo de reprogramación de CPP y descubrieron que el virus aumentaba la eficiencia, a pesar de que los CPP portaban los factores de transcripción.
Sayed y Lee plantearon la hipótesis de que las partículas virales en realidad estimulaban el sistema inmunológico innato. vías en los fibroblastos. Un actor clave en la activación de estas vías es el receptor tipo toll 3 (TLR3), que se sabe que es activado por el ARN viral de doble cadena (dsRNA) que transportan los virus. Efectivamente, derribar TLR3 redujo la eficiencia de una reprogramación retroviral. Además, agregar un imitador sintético de dsRNA durante la reprogramación de CPP tuvo el efecto inverso, aumentando la cantidad de fibroblastos humanos que completaron la transición a iPSC.
Los investigadores incluso pudieron precisar el mecanismo. Resulta que la estimulación de TLR3 conduce a cambios epigenéticos que permiten que los factores de transcripción se unan más fácilmente a sus genes diana.
En los fibroblastos, gran parte del genoma está en una conformación cerrada, por lo que los factores de transcripción tienen problemas para acceder a los promotores, explicó. Cooke Pero la activación de la inmunidad innata [por TLR3] pone a la cromatina en una configuración abierta para que funcionen las proteínas de transcripción. También puede ser posible apuntar directamente a la cromatina, señaló.
No es la primera vez que las marcas epigenéticas se señalan como actores clave en la reprogramación celular, y probablemente no sea la última. Será interesante utilizar estudios epigenéticos de todo el genoma para dilucidar la similitud epigenética entre las células madre embrionarias (el estándar de oro de la pluripotencialidad) y las células reprogramadas en presencia y ausencia de estimulación activa de TLR3, Kitai Kim, biólogo de cáncer y células madre del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, escribió en un correo electrónico.
Además, el trabajo puede tener implicaciones sobre el origen del cáncer. La reprogramación iPSC y la tumorigenicidad comparten niveles notables de similitud, dijo Kim, quien no participó en la investigación. Cooke y sus colegas están de acuerdo y planean estudiar cómo la inflamación puede ayudar a crear un estado de cromatina abierta que permita nuevas vías de diferenciación. El estado de inflamación crónica a menudo se asocia con el cáncer, anotó Cooke, y especuló que la inflamación puede empujar a la cromatina hacia un estado plástico que permite la transformación maligna.
Jieun Lee et al., Activation of innate inmune is requerido para una reprogramación nuclear eficiente, Cell, 151: 547-558, 2012.
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